CN109111885A - 一种环氧树脂基粘钢胶 - Google Patents

一种环氧树脂基粘钢胶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环氧树脂基粘钢胶，属于建筑结构胶技术领域。本发明按重量份数计，将20～25份海泡石，10～15份氧化石墨烯，60～80份水，搅拌混合，接着滴加氨水调节pH至9.1～9.3，过滤，洗涤，干燥，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：10～1：20搅拌溶解，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：10～1：20恒温搅拌反应，过滤，干燥，得改性填料；将环氧树脂，稀释剂，改性大豆油，增塑剂，焦油，弱氧化剂，固化剂，偶联剂和改性填料搅拌混合40～60min，即得环氧树脂基粘钢胶。本发明技术方案制备的环氧树脂基粘钢胶具有优异的力学性能和粘结性能的特点，在建筑结构胶技术行业的发展中具有广阔的前景。

Description

一种环氧树脂基粘钢胶
技术领域
本发明公开了一种环氧树脂基粘钢胶，属于建筑结构胶技术领域。
背景技术
上世纪80年代至今，结构胶就开始应用于桥梁加固中，取得了一定的效果。结构胶所用的基料多是耐老化性能比较好的环氧树脂类高分子化合物，其初期粘结强度很高，效果很好，能够满足设计及施工的各方面要求。但是其对结构与钢板界面粘结强度的有待提高，作为粘钢加固补强材料的粘钢胶成为研究人员关注的热点。
环氧粘钢胶作为建筑结构胶的一种，其主要应用于基础工程和承重部位的加固，是建筑结构胶的重要组成部分，具有重要作用和广泛应用。环氧粘钢胶主要是以环氧树脂为主材，添加一些功能性的助剂和填料而配制的一种结构胶。环氧树脂具有良好的加工和施工性能，化学稳定性很好，具有很强的耐酸耐碱性能，具有很大的应用范围。但环氧树脂的价格相对较高，企业生产为了降低成本，添加许多其他的物料，使得粘钢胶的力学性能和施工性能下降，影响了其推广与应用。
环氧树脂胶黏剂制备过程中，使用填料可以降低复合材料的成本，但填料的作用比降低成本要复杂的多。填料使用得当，可以改善树脂系统的加工工艺性能和固化后的制品性能，如产生触变，减小固化收缩率、增大抗压强度、增加硬度以及提高电性能等。如果使用不当也会严重影响树脂性能，如过度增大黏度，易带入潜伏空气，增加孔隙率，降低制品性能等。
因此，如何改善传统粘钢胶力学性能不佳，粘结性能不强的缺点，以获取更高综合性能的粘钢胶，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统的粘钢胶存在的力学性能不佳，粘结性能不强的缺点，提供了一种环氧树脂基粘钢胶。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种环氧树脂基粘钢胶，是由以下重量份数的原料组成：
环氧树脂 100～150份
稀释剂 20～25份
改性大豆油 20～30份
增塑剂 8～10份
焦油 10～20份
弱氧化剂 10～20份
固化剂 8～10份
偶联剂 2～4份
改性填料 60～90份
所述环氧树脂基粘钢胶的制备过程为：按原料组成称量各原料，将环氧树脂，稀释剂，改性大豆油，增塑剂，焦油，弱氧化剂，固化剂，偶联剂和改性填料，搅拌混合，即得环氧树脂基粘钢胶。
所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。
所述稀释剂为501稀释剂，502稀释剂或6360稀释剂中的任意一种。
所述改性大豆油的制备过程为：按重量份数计，将50～80份大豆油，20～30份甲酸，10～20份双氧水恒温搅拌反应，离心分层，取上层液，接着向上层液中加入大豆油体积0.5～0.8倍的蒸馏水和大豆油体积0.1～0.2倍的氯化钠水溶液，离心分离，脱去下层水分，即得改性大豆油。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯，邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯中的任意一种。
所述焦油为低温煤焦油或中温煤焦油中的任意一种。
所述弱氧化剂为三氯化铁，氯化铜或硫酸铜中的任意一种。
所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任意一种。
所述改性填料的制备过程为：按重量份数计，将20～25份海泡石，10～15份氧化石墨烯，60～80份水，搅拌混合，接着滴加氨水调节pH至9.1～9.3，过滤，洗涤，干燥，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：10～1：20搅拌溶解，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：10～1：20恒温搅拌反应，过滤，干燥，得改性填料。
本发明的有益效果是：
本发明通过添加弱氧化剂和环氧大豆油，在使用过程中，首先，弱氧化剂能够氧化对钢材表面产生微腐蚀，从而有利于各原料对钢件及混凝土的润湿与渗透，使产品使用后抗剪切强度和粘结强度有效提升，其次，由于大豆经过环氧化改性，一方面，环氧大豆油渗透到体系中，增强了体系的抗氧化性能，有效避免了体系固化后受到腐蚀，使得体系的力学性能保持稳定，另一方面，环氧基团的极性较强，与极性强的金属相容性好，使得产品的粘度提升，从而增强了产品的初粘度，再次，环氧大豆油可在混凝土碱性体系条件下发生水解，生成脂肪酸和甘油，甘油的产生可进一步提高体系对无机钢件及混凝土的润湿和渗透，使产品流动性在使用过程中进一步提高，粘结固化后力学性能进一步提升。
具体实施方式
按重量份数计，将50～80份大豆油，20～30份甲酸，10～20份双氧水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70～80℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌反应1～2h后，离心分层，取上层液，接着向上层液中加入大豆油体积0.5～0.8倍的蒸馏水和大豆油体积0.1～0.2倍的氯化钠水溶液后，离心分离，脱去下层水分，即得改性大豆油；按重量份数计，将20～25份海泡石，10～15份氧化石墨烯，60～80份水置于1号烧杯中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min，接着向1号烧杯中滴加质量分数为20～30%的氨水调节pH至9.1～9.3，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，接着用冰醋酸将滤渣洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：10～1：20置于单口烧瓶中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌溶解30～50min，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：10～1：20，置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为135℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌反应2～3h后，过滤，得滤饼，接着就滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，将100～150份环氧树脂，20～25份稀释剂，20～30份改性大豆油，8～10份增塑剂，10～20份焦油，10～20份弱氧化剂，8～10份固化剂，2～4份偶联剂和60～90份改性填料置于混料机中，于转速为400～600r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得环氧树脂基粘钢胶。所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。所述稀释剂为501稀释剂，502稀释剂或6360稀释剂中的任意一种。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯，邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯中的任意一种。所述焦油为低温煤焦油或中温煤焦油中的任意一种。所述弱氧化剂为三氯化铁，氯化铜或硫酸铜中的任意一种。所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任意一种。
按重量份数计，将80份大豆油，30份甲酸，20份双氧水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应2h后，离心分层，取上层液，接着向上层液中加入大豆油体积0.8倍的蒸馏水和大豆油体积0.2倍的氯化钠水溶液后，离心分离，脱去下层水分，即得改性大豆油；按重量份数计，将25份海泡石，15份氧化石墨烯，80份水置于1号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，接着向1号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至9.3，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，接着用冰醋酸将滤渣洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：20置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解50min，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：20，置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为135℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，接着就滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，将150份环氧树脂，25份稀释剂，30份改性大豆油，10份增塑剂，20份焦油，20份弱氧化剂，10份固化剂，4份偶联剂和90份改性填料置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得环氧树脂基粘钢胶。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述稀释剂为501稀释剂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述焦油为低温煤焦油。所述弱氧化剂为三氯化铁。所述固化剂为二己基三胺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
按重量份数计，将80份大豆油，30份甲酸，20份双氧水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应2h后，离心分层，取上层液，接着向上层液中加入大豆油体积0.8倍的蒸馏水和大豆油体积0.2倍的氯化钠水溶液后，离心分离，脱去下层水分，即得改性大豆油；按重量份数计，将25份海泡石，15份氧化石墨烯，80份水置于1号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，接着向1号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至9.3，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，接着用冰醋酸将滤渣洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：20置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解50min，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：20，置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为135℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，接着就滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，将150份环氧树脂，25份稀释剂，30份改性大豆油，10份增塑剂，20份焦油，20份弱氧化剂，10份固化剂，4份偶联剂和90份改性填料置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得环氧树脂基粘钢胶。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述稀释剂为501稀释剂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述焦油为低温煤焦油。所述弱氧化剂为三氯化铁。所述固化剂为二己基三胺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
按重量份数计，将80份大豆油，30份甲酸，20份双氧水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应2h后，离心分层，取上层液，接着向上层液中加入大豆油体积0.8倍的蒸馏水和大豆油体积0.2倍的氯化钠水溶液后，离心分离，脱去下层水分，即得改性大豆油；按重量份数计，将25份海泡石，15份氧化石墨烯，80份水置于1号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，接着向1号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至9.3，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，接着用冰醋酸将滤渣洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：20置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解50min，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：20，置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为135℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，接着就滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，将150份环氧树脂，25份稀释剂，30份改性大豆油，10份增塑剂，20份焦油，20份弱氧化剂，10份固化剂，4份偶联剂和90份改性填料置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得环氧树脂基粘钢胶。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述稀释剂为501稀释剂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述焦油为低温煤焦油。所述弱氧化剂为三氯化铁。所述固化剂为二己基三胺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
按重量份数计，将80份大豆油，30份甲酸，20份双氧水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应2h后，离心分层，取上层液，接着向上层液中加入大豆油体积0.8倍的蒸馏水和大豆油体积0.2倍的氯化钠水溶液后，离心分离，脱去下层水分，即得改性大豆油；按重量份数计，将25份海泡石，15份氧化石墨烯，80份水置于1号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，接着向1号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至9.3，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，接着用冰醋酸将滤渣洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：20置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解50min，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：20，置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为135℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，接着就滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，将150份环氧树脂，25份稀释剂，30份改性大豆油，10份增塑剂，20份焦油，20份弱氧化剂，10份固化剂，4份偶联剂和90份改性填料置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得环氧树脂基粘钢胶。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述稀释剂为501稀释剂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述焦油为低温煤焦油。所述弱氧化剂为三氯化铁。所述固化剂为二己基三胺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
按重量份数计，将80份大豆油，30份甲酸，20份双氧水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应2h后，离心分层，取上层液，接着向上层液中加入大豆油体积0.8倍的蒸馏水和大豆油体积0.2倍的氯化钠水溶液后，离心分离，脱去下层水分，即得改性大豆油；按重量份数计，将25份海泡石，15份氧化石墨烯，80份水置于1号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，接着向1号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至9.3，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，接着用冰醋酸将滤渣洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：20置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解50min，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：20，置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为135℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应3h后，过滤，得滤饼，接着就滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，将150份环氧树脂，25份稀释剂，30份改性大豆油，10份增塑剂，20份焦油，20份弱氧化剂，10份固化剂，4份偶联剂和90份改性填料置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得环氧树脂基粘钢胶。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述稀释剂为501稀释剂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述焦油为低温煤焦油。所述弱氧化剂为三氯化铁。所述固化剂为二己基三胺。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
对比例：佛山某化工材料生产有限公司生产的粘钢胶。
将实例1至实例5所得的环氧树脂基粘钢胶及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
1.力学性能：按照GB50367对试件抗压强度和拉抗强度进行检测；
2.粘结性能：按照GB50367对试件钢-钢拉伸抗剪强度和钢-钢粘结抗拉强度进行检测。
具体检测结果如表1所示：
表1环氧树脂基粘钢胶具体检测结果
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的环氧树脂基粘钢胶具有优异的力学性能和粘结性能的特点，在建筑结构胶技术行业的发展中具有广阔的前景。

Claims (10)

1.一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：
环氧树脂 100～150份
稀释剂 20～25份
改性大豆油 20～30份
增塑剂 8～10份
焦油 10～20份
弱氧化剂 10～20份
固化剂 8～10份
偶联剂 2～4份
改性填料 60～90份
所述环氧树脂基粘钢胶的制备过程为：按原料组成称量各原料，将环氧树脂，稀释剂，改性大豆油，增塑剂，焦油，弱氧化剂，固化剂，偶联剂和改性填料，搅拌混合，即得环氧树脂基粘钢胶。
2.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述稀释剂为501稀释剂，502稀释剂或6360稀释剂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述改性大豆油的制备过程为：按重量份数计，将50～80份大豆油，20～30份甲酸，10～20份双氧水恒温搅拌反应，离心分层，取上层液，接着向上层液中加入大豆油体积0.5～0.8倍的蒸馏水和大豆油体积0.1～0.2倍的氯化钠水溶液，离心分离，脱去下层水分，即得改性大豆油。
5.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯，邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述焦油为低温煤焦油或中温煤焦油中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述弱氧化剂为三氯化铁，氯化铜或硫酸铜中的任意一种。
8.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
9.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任意一种。
10.根据权利要求1所述一种环氧树脂基粘钢胶，其特征在于：所述改性填料的制备过程为：按重量份数计，将20～25份海泡石，10～15份氧化石墨烯，60～80份水，搅拌混合，接着滴加氨水调节pH至9.1～9.3，过滤，洗涤，干燥，得填料，将十八烷基胺与无水乙醇按质量比1：10～1：20搅拌溶解，得溶解液；将填料与溶解液按质量比1：10～1：20恒温搅拌反应，过滤，干燥，得改性填料。
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